一个开口,容积500ml的瓶子,装有400ml水,温度为27度,大气压10^5pa,此时盖上盖后将降温

题目

一个开口,容积500ml的瓶子,装有400ml水,温度为27度,大气压10^5pa,此时盖上盖后将降温
注:1:忽略水蒸汽对压强的影响,忽略空气在水中的溶解,认为水面上方是一定质量的理想气体2:认为水的密度仅和温度有关,高于零度时为1000kg/m^3,低于零度凝固后为900kg/m^3 3:瓶子容积不发生改变;外界大气压保持不变则:
1:将瓶子放入零下3度的环境中,经过足够长的时间,瓶内气体压强为多大?
2:瓶盖截面积为7cm^2,则降温后瓶盖受到来自气体的压力共多大?方向如何?
3:能否由你计算的结果粗略解释为什么一般不允许将普通瓶装饮料放入冰箱冷冻室{温度低于0度}

答案

1、降温后,水的体积为400*10/9=4000/9,空气体积为500-4000/9=500/9ml
热力学温度从273+27=300K 下降为-3+273=270K,由理想气体公式
p1V1/T1=p2V2/T2 知,p2=162000 Pa
2、内压大于外压,压力向外,F=（F外－F内）×S =（p2-p1)*7cm^2=43.4N
3、既然内压大于外压,就是有“爆瓶”的危险咯~